Perbandingan pergerakan tahunan dan harian bumi. Pergerakan harian dan tahunan bumi

Bumi membuat beberapa pergerakan berbeza: bersama-sama dengan Galaksi ke arah buruj Lyra dan Hercules pada kelajuan 20 km/s. kelajuan 0.5 km/s. dan lain-lain. Ini sistem yang kompleks menyebabkan pergerakan keseluruhan baris fenomena di bumi, merumuskan keadaan semula jadi. Pertimbangkan hanya 2 pergerakan yang penting persekitaran dan seseorang.

putaran harian.

Apabila memerhati matahari dan planet-planet dari Bumi, nampaknya Bumi adalah pegun, dan matahari dan planet-planet beredar di sekelilingnya (kesan stesen yang bergerak). Hanya model sedemikian (geosentrik), yang pengarangnya ialah Ptolemy (abad ke-2 SM) wujud sehingga abad ke-16. Walau bagaimanapun, apabila bukti terkumpul, model ini mula dipersoalkan. Orang pertama yang bersuara secara terbuka menentangnya ialah Kutub Nicolaus Copernicus. Selepas kematiannya, idea Copernicus telah dibangunkan oleh Itali Giordano Bruno, yang dibakar di pancang, kerana. enggan bekerjasama dengan Inkuisisi. Rakan senegaranya Galileo terus mengembangkan idea Copernicus dan Bruno dan, dengan bantuan teleskop yang diciptanya, mengesahkan kebenarannya sendiri.

Oleh itu, sudah pada awal abad ke-17. Putaran bumi pada paksinya terbukti. Pada masa ini, fakta ini tidak menimbulkan sebarang keraguan dan kami mempunyai banyak bukti putaran paksi.

Salah satu yang paling mudah dan meyakinkan ialah eksperimen dengan pendulum Foucault. Pada tahun 1851 orang Perancis L. Foucault, menggunakan bandul yang besar, menunjukkan bahawa satah bandul sentiasa beralih mengikut arah jam (apabila dilihat dari atas). Jika Bumi tidak berputar dari barat ke timur (lawan arah jam), maka tidak akan ada kesan sedemikian dengan bandul.

Bukti kedua yang meyakinkan tentang putaran paksi Bumi ialah sisihan jasad yang jatuh ke timur, iaitu jika beban dijatuhkan dari menara tinggi, ia akan jatuh ke Bumi, menyimpang dari menegak sebanyak beberapa mm. atau lihat bergantung pada ketinggian.

Dunia berputar mengelilingi paksinya sendiri - kerana semua planet berputar mengelilingi paksinya. Dan semuanya hampir berputar dalam arah yang sama seperti mengelilingi Matahari. Tempat-tempat di mana paksi putaran planet bersilang dengan permukaannya dipanggil kutub (di Bumi - kutub geografi, Selatan dan Utara). Garisan yang melintasi permukaan planet pada jarak yang sama dari kedua-dua kutub dipanggil khatulistiwa.

Kutub geografi tidak kekal di satu tempat, tetapi bergerak di sepanjang permukaan planet. Nasib baik bagi kami, tidak terlalu jauh dan tidak terlalu laju.

Pemerhatian di stesen Perkhidmatan Gerakan Kutub Bumi Antarabangsa (sehingga 1961 ia dipanggil Perkhidmatan Latitud Antarabangsa; dan dicipta pada tahun 1899), serta dua puluh tahun pengukuran menggunakan satelit geodetik, menunjukkan bahawa kutub geografi bergerak dengan kelajuan 10cm. dalam tahun.

Apakah akibat yang berkaitan dengan putaran harian Bumi?

Pertama, ia adalah perubahan siang dan malam. Selain itu, disebabkan jurang perbandingan antara siang dan malam, atmosfera dan permukaan Bumi tidak mempunyai masa untuk menyejukkan dan memanaskan badan. Perubahan siang dan malam, seterusnya, menyebabkan irama banyak proses di alam semula jadi (biorhythms).

Kedua, akibat penting putaran ialah sisihan jasad yang bergerak mendatar ke kanan di hemisfera utara dan ke kiri di selatan. Daya pesong atau daya Coriolis - dikaitkan dengan anjakan masa arah meridian dan selari. Di kutub, di mana selari dan meridian hampir selari antara satu sama lain, daya ini adalah sifar, dan di khatulistiwa, di mana ia berada pada sudut terbesar, daya adalah maksimum.

Kesan Coriolis adalah sangat penting untuk objek yang bergerak dalam arah meridional untuk masa yang lama (air sungai, jisim udara, dll.), kesan ini menjadi ketara: sungai menghanyutkan salah satu tebing dengan lebih kuat daripada yang lain. Dan angin bertiup ke satu arah untuk masa yang lama beralih dengan ketara. Manifestasi yang paling penting bagi peralihan sedemikian ialah berpusing angin di kawasan tekanan atmosfera tinggi (antisiklon) dan rendah (siklon).

Ketiga, akibat penting ialah pasang surut. Berputar, Bumi secara berkala jatuh di bawah tarikan Bulan, yang berkaitan dengan gelombang pasang surut timbul. Semasa bulan baru dan bulan purnama, pasang surut adalah maksimum, semasa fasa 1/4 bulan ia adalah minimum.

Putaran bumi telah lama digunakan untuk mengukur masa. Giliran penuh Bumi di sekeliling paksi berlaku untuk tempoh masa yang berbeza bergantung pada titik rujukan. Berbanding dengan bintang, revolusi lengkap berlaku dalam 23 jam. 56min.4saat. (hari bintang). Dan relatif kepada matahari - selama 24 jam. (hari suria). Walau bagaimanapun, ini adalah purata hari suria, kerana hari suria yang jelas berbeza-beza sepanjang tahun.

Selain waktu tempatan (min hari suria), yang bergantung kepada kedudukan meridian tempatan berbanding matahari, terdapat sistem masa piawai. Dalam hal ini, seluruh dunia dibahagikan kepada 24 zon, dengan sifar, yang melalui meridian Greenwich. Setiap zon berbeza dalam masa dari yang seterusnya sebanyak 1 jam. Di timur, 1 jam lebih, dan di barat, 1 jam kurang.

Planet kita berada dalam dalam gerakan berterusan, ia beredar mengelilingi Matahari dan paksi sendiri. Paksi bumi ialah garis khayalan yang dilukis dari Utara ke Kutub Selatan (ia kekal tidak bergerak semasa putaran) pada sudut 66 0 33 − terhadap satah Bumi. Orang ramai tidak dapat melihat saat putaran, kerana semua objek bergerak selari, kelajuannya adalah sama. Ia akan kelihatan sama seperti kita sedang belayar di atas kapal dan tidak perasan pergerakan objek dan objek di atasnya.

Putaran penuh di sekeliling paksi selesai dalam satu hari sidereal, yang terdiri daripada 23 jam 56 minit dan 4 saat. Semasa selang waktu ini, maka satu atau satu lagi bahagian planet ini berpaling ke arah Matahari, menerima daripadanya jumlah haba dan cahaya yang berbeza. Di samping itu, putaran Bumi mengelilingi paksinya mempengaruhi bentuknya (kutub rata adalah hasil daripada putaran planet di sekeliling paksinya) dan sisihan semasa pergerakan jasad dalam satah mendatar(sungai, arus dan angin Hemisfera Selatan menyimpang ke kiri, Utara - ke kanan).

Kelajuan putaran linear dan sudut

(Putaran bumi)

Kelajuan linear putaran Bumi mengelilingi paksinya ialah 465 m/s atau 1674 km/j di zon khatulistiwa, apabila kita bergerak menjauhinya, kelajuan beransur-ansur perlahan, di Kutub Utara dan Selatan ia sama dengan sifar. Contohnya, bagi warga kota khatulistiwa Quito (ibu kota Ecuador di Amerika Selatan) kelajuan putaran hanya 465 m/s, dan untuk Muscovite yang tinggal di selari ke-55 di utara khatulistiwa - 260 m/s (hampir separuh daripadanya).

Setiap tahun, kelajuan putaran di sekeliling paksi berkurangan sebanyak 4 milisaat, yang dikaitkan dengan pengaruh Bulan terhadap kekuatan pasang surut laut dan lautan. Tarikan Bulan "menarik" air ke arah yang bertentangan dengan putaran paksi Bumi, menghasilkan daya geseran sedikit yang memperlahankan kadar putaran sebanyak 4 milisaat. Kadar putaran sudut kekal sama di mana-mana, nilainya ialah 15 darjah sejam.

Mengapa siang bertukar menjadi malam

(Pergantian malam dan siang)

Masa putaran lengkap Bumi mengelilingi paksinya ialah satu hari sidereal (23 jam 56 minit 4 saat), dalam tempoh masa ini bahagian yang diterangi oleh Matahari pertama kali "berkuasa" pada hari itu, bahagian bayang-bayang adalah pada rahmat malam, dan kemudian sebaliknya.

Jika Bumi berputar secara berbeza dan salah satu sisinya sentiasa berpaling ke arah Matahari, maka akan ada haba(sehingga 100 darjah Celsius) dan semua air akan menguap, sebaliknya - sebaliknya, fros memuncak dan air berada di bawah lapisan ais yang tebal. Kedua-dua syarat pertama dan kedua tidak boleh diterima untuk perkembangan kehidupan dan kewujudan spesies manusia.

Mengapa musim berubah

(Perubahan musim di bumi)

Kerana paksi dicondongkan berkenaan dengan permukaan bumi pada sudut tertentu, bahagiannya diperoleh dalam masa yang berbeza jumlah haba dan cahaya yang berbeza, yang menyebabkan perubahan musim. Menurut parameter astronomi yang diperlukan untuk menentukan musim, beberapa titik masa diambil sebagai titik rujukan: untuk musim panas dan musim sejuk, ini ialah Hari Solstice (21 Jun dan 22 Disember), untuk musim bunga dan musim luruh, Ekuinoks (20 Mac dan 23 September). Dari September hingga Mac, Hemisfera Utara berpaling ke arah Matahari untuk masa yang lebih singkat dan, dengan itu, menerima kurang haba dan cahaya, hello musim sejuk-musim sejuk, Hemisfera Selatan pada masa ini menerima banyak haba dan cahaya, panjang umur musim panas! 6 bulan berlalu dan Bumi bergerak ke titik bertentangan orbitnya dan Hemisfera Utara sudah menerima lebih banyak haba dan cahaya, hari menjadi lebih lama, Matahari terbit lebih tinggi - musim panas akan datang.

Sekiranya Bumi terletak berhubung dengan Matahari secara eksklusif dalam kedudukan menegak, maka musim-musim tidak akan wujud sama sekali, kerana semua titik pada separuh yang diterangi oleh Matahari akan menerima jumlah haba dan cahaya yang sama dan seragam.

Pergerakan cakrawala yang boleh dilihat. Adalah diketahui bahawa benda-benda angkasa berada pada pelbagai jarak dari dunia. Pada masa yang sama, nampaknya kepada kita bahawa jarak ke penerang adalah sama dan semuanya dikaitkan dengan satu permukaan sfera, yang kita panggil peti besi syurga, dan ahli astronomi memanggil sfera cakerawala yang boleh dilihat. Nampaknya begitu kepada kita kerana jarak ke benda-benda langit adalah sangat besar, dan mata kita tidak dapat melihat perbezaan dalam jarak ini. Setiap pemerhati boleh dengan mudah melihat bahawa yang boleh dilihat sfera cakerawala dengan semua cahaya yang terletak di atasnya berputar perlahan-lahan. Fenomena ini telah diketahui oleh orang ramai dari zaman purba, dan mereka menganggap pergerakan jelas Matahari, planet dan bintang mengelilingi Bumi sebagai nyata. Pada masa ini, kita tahu bahawa bukan Matahari dan bintang yang bergerak mengelilingi Bumi, tetapi dunia berputar.

Pemerhatian yang tepat telah menunjukkan bahawa putaran lengkap Bumi di sekeliling paksinya berlaku pada 23 jam 56 minit. dan 4 saat. Kami mengambil masa revolusi lengkap Bumi di sekeliling paksinya sebagai satu hari, dan untuk kesederhanaan, kami menganggap 24 jam dalam sehari.

Bukti putaran bumi pada paksinya. Kami kini mempunyai beberapa bukti yang sangat meyakinkan untuk putaran bumi. Marilah kita memikirkan terlebih dahulu tentang bukti yang timbul daripada fizik.

Pengalaman Foucault. Di Leningrad, di bekas Katedral St. Isaac, sebuah bandul digantung, mempunyai 98 m panjang, dengan beban 50 kg. Di bawah bandul terdapat bulatan besar yang dibahagikan kepada darjah. Pada kedudukan tenang berat bandul hanya berada di tengah bulatan. Jika kita mengambil berat bandul kepada darjah sifar bulatan, dan kemudian melepaskannya, maka bandul akan berayun dalam satah meridian, iaitu dari utara ke selatan. Walau bagaimanapun, sudah selepas 15 minit satah hayunan bandul akan menyimpang kira-kira 4°, selepas sejam sebanyak 15°, dsb. Dari fizik diketahui bahawa satah hayunan bandul tidak boleh menyimpang. Akibatnya, kedudukan bulatan bergraduat berubah, yang hanya boleh berlaku akibat daripada pergerakan harian Bumi.

Untuk lebih jelas membayangkan intipati perkara itu, mari kita beralih kepada lukisan (Rajah 13, a), yang menunjukkan hemisfera utara dalam unjuran kutub

Meridian yang memanjang dari kutub ditunjukkan dengan garis putus-putus. Bulatan kecil pada meridian ialah imej konvensional bagi bulatan bertingkat di bawah bandul Katedral St. Isaac. Pada kedudukan pertama ( AB) satah ayunan bandul (ditunjukkan oleh garis pepejal dalam bulatan) bertepatan sepenuhnya dengan satah meridian yang diberikan. Selepas beberapa ketika meridian AB disebabkan oleh putaran bumi dari barat ke timur akan berada pada kedudukannya A 1 B 1 . Satah hayunan bandul kekal sama, itulah sebabnya sudut antara satah hayunan bandul dan satah meridian diperolehi. Dengan putaran seterusnya Bumi, meridian AB akan berada dalam kedudukan A 2 B 2 dan lain-lain. Jelaslah bahawa satah hayunan bandul akan lebih menyimpang daripada satah meridian. AB. Sekiranya Bumi tidak bergerak, percanggahan sedemikian tidak mungkin berlaku, dan bandul akan berayun dari awal hingga akhir ke arah meridian.

Percubaan serupa (pada skala yang lebih kecil) pertama kali dibuat di Paris pada tahun 1851. ahli fizik Foucault dari mana ia mendapat namanya.

Eksperimen dengan pesongan jasad yang jatuh ke timur. Mengikut undang-undang fizik, beban mesti jatuh dari ketinggian di sepanjang garis paip. Walau bagaimanapun, dalam semua eksperimen yang dilakukan, jasad yang jatuh sentiasa menyimpang ke timur. Sisihan tersebut berlaku kerana semasa putaran Bumi, kelajuan jasad dari barat ke timur pada suatu ketinggian lebih besar daripada pada paras permukaan bumi. Yang terakhir boleh difahami dengan mudah daripada lukisan yang dilampirkan (Rajah 13, b). Satu titik di permukaan bumi bergerak bersama bumi dari barat ke timur dan seterusnya. tempoh tertentu masa berlalu BB 1 . Titik yang terletak pada ketinggian tertentu, untuk tempoh masa yang sama, membuat laluan AA 1 . Badan dilempar dari satu titik A, bergerak pada ketinggian lebih cepat daripada satu titik DALAM, dan semasa badan jatuh, titik A akan bergerak ke titik A 1 dan badan yang mempunyai kelajuan yang lebih besar akan jatuh timur titik DALAM 1 . Menurut eksperimen yang dijalankan, satu mayat jatuh dari ketinggian 85 m menyimpang dari garis paip ke timur sebanyak 1.04 mm, dan apabila jatuh dari ketinggian 158.5 m- menjelang 2.75 cm.

Putaran Bumi juga ditunjukkan oleh oblateness glob di kutub, sisihan angin dan arus di hemisfera utara ke kanan, dan ke kiri di hemisfera selatan, yang akan dibincangkan dengan lebih terperinci kemudian.

Putaran Bumi menjelaskan kepada kita mengapa oblateness kutub Bumi tidak menyebabkan pergerakan jisim air lautan dari khatulistiwa ke kutub, iaitu, ke kedudukan yang paling hampir dengan pusat Bumi (daya emparan menghalang air ini daripada bergerak ke kutub), dsb.

Kepentingan geografi putaran harianbumi. Akibat pertama putaran Bumi pada paksinya ialah perubahan siang dan malam. Perubahan ini agak pantas, yang sangat penting untuk perkembangan kehidupan di Bumi. Disebabkan oleh siang dan malam yang singkat, bumi tidak boleh terlalu panas atau terlalu sejuk sehinggakan hidupan akan terbunuh sama ada oleh haba yang berlebihan atau sejuk yang berlebihan.

Perubahan siang dan malam menentukan rentak banyak proses di Bumi yang berkaitan dengan ketibaan dan penggunaan haba.

Akibat kedua putaran Bumi di sekeliling paksinya ialah sisihan mana-mana jasad yang bergerak dari arah asalnya di hemisfera utara ke kanan, dan di hemisfera selatan ke kiri, yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Bumi. kompleks pembuktian matematik kami tidak boleh memberikan undang-undang ini di sini, tetapi kami akan cuba memberikan beberapa, walaupun sangat mudah, penjelasan.

Katakan badan telah menerima gerakan rectilinear dari khatulistiwa ke Kutub Utara. Jika Bumi tidak berputar mengelilingi paksinya, maka jasad yang bergerak masuk. akhirnya ia akan berada di tiang. Walau bagaimanapun, ini tidak berlaku di Bumi kerana jasad, berada di khatulistiwa, bergerak bersama Bumi dari barat ke timur (Rajah 14, a). Bergerak ke arah tiang, badan melepasi lebih

latitud tinggi, di mana setiap titik di permukaan bumi bergerak dari barat ke timur dengan lebih perlahan daripada di khatulistiwa. Jasad yang bergerak ke arah kutub, mengikut undang-undang inersia, mengekalkan kelajuan pergerakan yang sama dari barat ke timur seperti di khatulistiwa. Akibatnya, laluan badan akan sentiasa menyimpang dari arah meridian ke kanan. Adalah mudah untuk memahami bahawa di hemisfera selatan, di bawah keadaan pergerakan yang sama, laluan badan akan menyimpang ke kiri (Rajah 14.6).

Kutub, khatulistiwa, selari dan meridian. Terima kasih kepada putaran Bumi yang sama di sekeliling paksinya, kita mempunyai dua titik indah di Bumi, yang dipanggil tiang. Tiang adalah satu-satunya mata tetap permukaan bumi. Berdasarkan kutub, kita menentukan lokasi khatulistiwa, melukis selari dan meridian dan mencipta sistem koordinat yang membolehkan kita menentukan kedudukan mana-mana titik di permukaan dunia. Yang terakhir, seterusnya, memberi kita peluang untuk memohon semua ciri geografi pada kad.

Bulatan yang dibentuk oleh satah berserenjang dengan paksi bumi, dan membahagikan dunia kepada dua hemisfera yang sama, dipanggil khatulistiwa. Bulatan yang dibentuk oleh persilangan satah khatulistiwa dengan permukaan glob dipanggil garis khatulistiwa. Tetapi dalam ucapan sehari-hari dan kesusasteraan geografi, garis khatulistiwa sering dipanggil hanya khatulistiwa untuk ringkasnya.

Dunia boleh dilintasi secara mental oleh satah selari dengan khatulistiwa. Dalam kes ini, bulatan diperolehi, yang dipanggil selari. Adalah jelas bahawa dimensi selari untuk hemisfera yang sama tidak sama: mereka berkurangan dengan jarak dari khatulistiwa. Arah selari di permukaan bumi ialah arah yang tepat dari timur ke barat.

Glob boleh dibedah secara mental oleh satah yang melalui paksi bumi. Satah ini dipanggil satah meridian. Bulatan yang terbentuk oleh persilangan satah meridian dengan permukaan glob dipanggil meridian. Setiap meridian pasti melalui kedua-dua kutub. Dengan kata lain, meridian di mana-mana mempunyai arah yang tepat dari utara ke selatan. Arah meridian pada mana-mana titik di permukaan bumi paling mudah ditentukan oleh arah bayang tengah hari, itulah sebabnya meridian juga dipanggil garis tengah hari (lat. rneridlanus, yang bermaksud tengah hari).

Latitud dan longitud. Jarak dari khatulistiwa ke setiap kutub ialah suku bulatan, iaitu 90 °. Darjah dikira sepanjang garis meridian dari khatulistiwa (0°) ke kutub (90°). Jarak dari khatulistiwa ke Kutub Utara, dinyatakan dalam darjah, dipanggil latitud utara, dan sehingga kutub Selatan- latitud selatan. Daripada perkataan latitud, untuk ringkasnya, mereka sering menulis tanda φ (huruf Yunani "phi", latitud utara dengan tanda +, latitud selatan dengan tanda -), contohnya, φ \u003d + 35 ° 40 ".

Apabila menentukan jarak darjah ke timur atau barat, pengiraan dijalankan dari salah satu meridian, yang secara konvensional dianggap sebagai sifar. Oleh perjanjian antarabangsa meridian utama ialah meridian Balai Cerap Greenwich, yang terletak di pinggir London. Jarak darjah ke timur (dari 0 hingga 180 °) dipanggil longitud timur, dan ke barat - longitud barat. Daripada perkataan longitud, mereka sering menulis tanda λ (huruf Yunani "lambda", longitud timur dengan tanda +, dan longitud barat dengan tanda -), contohnya, λ = -24 ° 30 / . Menggunakan latitud dan longitud, kita mempunyai keupayaan untuk menentukan kedudukan mana-mana titik di permukaan bumi.

Penentuan latitud pada Bumi. Menentukan latitud sesuatu tempat di Bumi dikurangkan kepada menentukan ketinggian kutub cakerawala di atas ufuk, yang boleh dilihat dengan mudah daripada lukisan (Rajah 15). Cara paling mudah untuk melakukan ini di hemisfera kita ialah dengan bintang kutub, yang terletak hanya 1 kira-kira 02" dari kutub dunia.

Seorang pemerhati di Kutub Utara melihat Bintang Utara di atas kepala. Dengan kata lain, sudut yang dibentuk oleh sinar Bintang Utara dan satah ufuk ialah 90 °, iaitu, ia hanya sepadan dengan latitud tempat yang diberikan. Bagi pemerhati yang terletak di khatulistiwa, sudut yang dibentuk oleh sinar Bintang Utara dan satah ufuk hendaklah 0 °, yang sekali lagi sepadan dengan latitud tempat itu. Apabila bergerak dari khatulistiwa ke kutub, sudut ini akan meningkat dari 0 hingga 90 ° dan akan sentiasa sepadan dengan latitud tempat itu (Rajah 16).

Adalah lebih sukar untuk menentukan latitud sesuatu tempat daripada penerang lain. Di sini anda perlu terlebih dahulu menentukan ketinggian kilauan di atas ufuk (iaitu, sudut yang dibentuk oleh sinaran penerang ini dan satah ufuk), kemudian hitung kemuncak atas dan bawah kilauan (kedudukannya pada 12 o 'jam petang dan 0 malam) dan ambil purata aritmetik di antara mereka. Pengiraan jenis ini memerlukan jadual khas yang agak rumit.

Alat yang paling mudah untuk menentukan ketinggian bintang di atas ufuk ialah teodolit (Rajah 17). Di laut, dalam keadaan bergolek, alat sextant yang lebih mudah digunakan (Rajah 18).

Sextant terdiri daripada bingkai, yang merupakan sektor bulatan 60 °, iaitu, membentuk 1/6 daripada bulatan (oleh itu nama dari bahasa Latin sextans- bahagian keenam). Skop tompok kecil ditetapkan pada satu jejari (bingkai). Pada jarum lain - cermin A, separuh daripadanya ditutup dengan amalgam dan separuh lagi lutsinar. Cermin kedua DALAM melekat pada alidade, yang berfungsi untuk mengukur sudut limbus bergraduat. Pemerhati melihat melalui teleskop (titik O) dan melihat melalui bahagian lutsinar cermin A ufuk I. Menggerakkan alidade, dia menangkap cermin A imej seorang peneraju S, terpantul dari cermin DALAM. Daripada lukisan yang dilampirkan (Rajah 18) dapat dilihat bahawa sudut SOH (menentukan ketinggian luminary di atas ufuk) adalah sama dengan sudut berkembar CBN.

Menentukan longitud di bumi. Adalah diketahui bahawa setiap meridian mempunyai sendiri, yang dipanggil waktu tempatan, dengan perbezaan 1° longitud sepadan dengan perbezaan masa 4 minit. (Putaran lengkap Bumi di sekeliling paksinya (dengan 360 °) berlaku dalam 24 jam, dan putaran sebanyak 1 ° \u003d 24 jam: 360 °, atau 1440 minit: 360 ° \u003d 4 minit.) Ia mudah untuk melihat bahawa perbezaan masa antara dua titik dengan mudah membolehkan anda mengira perbezaan dalam longitud. Contohnya, jika dalam perenggan ini pukul 13 2 minit, dan pada meridian sifar 12 jam, maka perbezaan masa = 1 jam. 2 minit, atau 62 minit, dan perbezaan darjah ialah 62:4 = 15°30 / . Oleh itu, longitud titik kita ialah 15 ° 30 / . Oleh itu, prinsip pengiraan longitud adalah sangat mudah. Bagi kaedah untuk menentukan longitud dengan tepat, ia memberikan kesukaran yang besar. Kesukaran pertama ialah definisi yang tepat waktu tempatan secara astronomi. Kesukaran kedua ialah keperluan

mempunyai jam tangan yang tepat Kebelakangan ini terima kasih kepada radio, kesukaran kedua sangat dikurangkan, tetapi yang pertama tetap berkuat kuasa.

Apabila Bumi bergerak mengelilingi Matahari, paksi khayalan Bumi kekal sentiasa condong pada sudut 66.5 ° ke satah. orbit bumi. Kedua-dua faktor ini - kecondongan paksi dan pergerakan Bumi mengelilingi Matahari - membawa kepada perubahan musim. Kecondongan paksi menyebabkan sudut tuju yang berbeza cahaya matahari, dan akibatnya, aliran yang berbeza sinaran suria di permukaan bumi dan panjang siang dan malam yang tidak sama. Irama bermusim alam berkait dengan perubahan musim.

Mari kita pertimbangkan kedudukan Bumi dalam tempoh yang paling ciri. Contohnya, kecondongan paksi pada 21 Mac dan 23 September (semasa ekuinoks musim bunga dan musim luruh) ternyata neutral berkenaan dengan Matahari 1 . Pada masa yang sama, kedua-dua hemisfera Bumi (utara dan selatan) sama-sama diterangi oleh Matahari. Di semua latitud dalam tempoh ini, tempoh siang dan malam ialah 12 jam. Pada hari-hari ekuinoks musim bunga dan musim luruh, sinaran matahari jatuh secara menegak di khatulistiwa, i.e. Matahari berada di puncaknya di khatulistiwa pada waktu tengah hari.

22 Jun (hari solstis musim panas) Bumi menempati kedudukan sedemikian sehingga hujung utara paksinya condong ke arah Matahari, manakala hemisfera utara diterangi secara maksimum. Sinaran matahari jatuh secara menegak bukan lagi di khatulistiwa, tetapi di tropika utara (Tropik Kanser), yang latitudnya ialah 23.5 o U. Oleh itu, pada 22 Jun, Matahari pada tengah hari berada di puncaknya di atas kawasan tropika utara. Pada 66.5 kira-kira latitud utara (Bulatan Artik) pada 22 Jun, hari kutub diperhatikan, i.e. Matahari tidak terbenam di bawah ufuk tepat satu hari. Sepanjang masa, bukan sahaja latitud Bulatan Artik, tetapi juga seluruh ruang di utaranya, sehingga kutub utara.

Pada 66.5 kira-kira latitud selatan (Bulatan Artik Selatan) dan selatannya ke Kutub Selatan pada 22 Jun, malam kutub. 22 Jun ialah hari terpanjang dalam setahun di hemisfera utara, dan hari terpendek di hemisfera selatan.

22 Disember (solstis musim sejuk) adalah sebaliknya. Pancaran matahari sudah pun turun di kawasan tropika selatan (Tropik Capricorn). Di latitud Bulatan Antartika dan di selatannya - hari kutub, dan di latitud Bulatan Artik dan di utaranya - malam kutub. Kedudukan bumi adalah supaya hemisfera selatan lebih bercahaya daripada utara. 22 Disember ialah hari terpendek dalam setahun di hemisfera utara dan hari terpanjang di hemisfera selatan.

Di dunia, lima jalur pencahayaan boleh dibezakan, sempadannya ialah kawasan tropika dan bulatan kutub. Zon tropika (menduduki 40% permukaan bumi) dicirikan oleh fakta bahawa pada mana-mana titik di dalamnya Matahari pada tengah hari berlaku dua kali setahun di zenit, di kawasan tropika sendiri - satu; di tropika utara pada 22 Jun, di selatan - pada 22 Disember. Sepanjang tahun di zon tropika, perbezaan antara panjang hari dan panjang malam adalah diabaikan, dan senja adalah pendek. Hampir tidak ada musim.

Dua tali pinggang sederhana (menduduki 52% daripada permukaan bumi). Terdapat perbezaan ketara dalam tempoh siang dan malam bergantung pada musim. Senja itu panjang. Pada musim panas, Matahari berada tinggi di atas ufuk (terutamanya berhampiran kawasan tropika), walaupun ia tidak mencapai kedudukan zenit; hari musim panas adalah sangat panjang (terutamanya berhampiran bulatan kutub), tetapi tidak ada hari kutub. Oleh itu, pada musim sejuk Matahari adalah rendah di atas ufuk, hari musim sejuk sangat singkat. Perubahan empat musim jelas dinyatakan.

Kedua-dua tali pinggang kutub menduduki 8% daripada permukaan bumi. Mereka dicirikan oleh ciri-ciri berikut: pada musim panas - hari kutub yang berlangsung dari satu hari di latitud Bulatan Artik hingga enam bulan di kutub, masing-masing, pada musim sejuk - malam kutub dengan tempoh yang sama. Musim-musim tahun ini dinyatakan dengan lemah: sangat sejuk musim sejuk yang panjang dan musim panas sejuk yang pendek.

Selain fakta bahawa Bumi beredar mengelilingi Matahari, ia juga berputar mengelilingi paksinya sendiri (putaran harian). Arah putaran adalah dari barat ke timur, seperti yang dilihat dari Bintang Utara. Bumi membuat satu pusingan mengelilingi paksinya dalam masa 23 jam 56 minit. 4 saat. - 1 hari). Setiap titik di permukaan bumi, kecuali kutub, menggambarkan bulatan dalam masa sehari dengan magnitud yang lebih besar atau lebih kecil, jika kita menganggap bahawa paksi itu tidak bergerak. Akibatnya, kami fikir begitu benda angkasa bergerak dari timur ke barat. Bukti eksperimen tentang putaran Bumi di sekeliling paksinya ialah eksperimen dengan bandul Foucault. Terdapat beberapa akibat geografi yang berkaitan dengan putaran paksi Bumi:

mampatan Bumi dari kutub;

perubahan siang dan malam, yang dikaitkan dengan irama harian alam semula jadi;

kemunculan pasukan Coriolis. Dengan sebarang pergerakan dalam sistem berputar, daya ini diarahkan berserenjang dengan paksi putaran. Disebabkan oleh daya Coriolis, angin latitud sederhana kedua-dua hemisfera mengambil sebahagian besar arah barat, dan di latitud tropika - timur (angin perdagangan). Manifestasi serupa dari daya Coriolis ditemui dalam arah gerakan perairan lautan. Pasukan Coriolis juga menerangkan undang-undang Baer-Babinet, yang menurutnya tebing kanan sungai di hemisfera utara lebih curam daripada kiri, dan di hemisfera selatan keadaannya adalah sebaliknya.

Planet kita sentiasa bergerak:

• putaran mengelilingi paksinya sendiri, pergerakan mengelilingi Matahari;
• putaran bersama-sama dengan Matahari mengelilingi pusat galaksi kita;
• pergerakan relatif kepada pusat Kumpulan Tempatan galaksi dan lain-lain.

Pergerakan bumi mengelilingi paksinya sendiri

Putaran Bumi mengelilingi paksinya(Rajah 1). Garis khayalan diambil untuk paksi bumi, di mana ia berputar. Paksi ini diseleweng sebanyak 23 ° 27 "dari serenjang dengan satah ekliptik. Paksi bumi bersilang dengan permukaan bumi pada dua titik - kutub - Utara dan Selatan. Apabila dilihat dari Kutub Utara, putaran Bumi berlaku mengikut arah lawan jam atau, seperti yang lazimnya dipercayai, dengan barat ke timur. Planet ini membuat putaran lengkap mengelilingi paksinya dalam satu hari.

nasi. 1. Putaran Bumi mengelilingi paksinya

Sehari ialah satu unit masa. Asingkan hari sidereal dan solar.

hari sidereal ialah jumlah masa yang diperlukan bumi untuk berputar pada paksinya berkenaan dengan bintang. Ia sama dengan 23 jam 56 minit 4 saat.

hari solar ialah jumlah masa yang diperlukan untuk bumi berputar pada paksinya terhadap matahari.

Sudut putaran planet kita di sekeliling paksinya adalah sama di semua latitud. Dalam satu jam, setiap titik di permukaan Bumi bergerak 15° daripada kedudukan asalnya. Tetapi pada masa yang sama, kelajuan pergerakan adalah terbalik pergantungan berkadar daripada latitud geografi: di khatulistiwa ia adalah 464 m/s, dan pada latitud 65° ia hanya 195 m/s.

Putaran Bumi mengelilingi paksinya pada tahun 1851 telah dibuktikan oleh J. Foucault dalam eksperimennya. Di Paris, di Pantheon, bandul digantung di bawah kubah, dan di bawahnya bulatan dengan bahagian. Dengan setiap pergerakan seterusnya, pendulum ternyata berada di bahagian baru. Ini hanya boleh berlaku jika permukaan Bumi di bawah bandul berputar. Kedudukan satah ayunan bandul di khatulistiwa tidak berubah, kerana satah itu bertepatan dengan meridian. Putaran paksi Bumi mempunyai implikasi geografi yang penting.

Apabila Bumi berputar, daya emparan dijana, yang bermain peranan penting dalam membentuk bentuk planet dan mengurangkan daya graviti.

Satu lagi akibat terpenting putaran paksi ialah pembentukan daya pusing - Pasukan Coriolis. Pada abad ke-19 ia pertama kali dikira oleh saintis Perancis dalam bidang mekanik G. Coriolis (1792-1843). Ini adalah salah satu daya inersia yang diperkenalkan untuk mengambil kira pengaruh putaran kerangka rujukan yang bergerak pada gerakan relatif. titik material. Kesannya boleh dinyatakan secara ringkas seperti berikut: setiap badan yang bergerak di Hemisfera Utara menyimpang ke kanan, dan di Selatan - ke kiri. Di khatulistiwa, daya Coriolis adalah sifar (Rajah 3).

nasi. 3. Tindakan pasukan Coriolis

Tindakan pasukan Coriolis meluas ke banyak fenomena sampul geografi. Kesan pesongannya amat ketara dalam arah perjalanan. jisim udara. Di bawah pengaruh daya pesongan putaran Bumi, angin latitud sederhana kedua-dua hemisfera mengambil arah kebanyakannya ke barat, dan di latitud tropika - timur. Manifestasi serupa dari daya Coriolis ditemui dalam arah pergerakan perairan lautan. Asimetri juga dikaitkan dengan daya ini. lembah sungai(tebing kanan biasanya tinggi di Hemisfera Utara, di Selatan - kiri).

Putaran Bumi di sekeliling paksinya juga membawa kepada pergerakan pencahayaan suria di atas permukaan bumi dari timur ke barat, iaitu kepada perubahan siang dan malam.

Perubahan siang dan malam mencipta irama harian dalam alam semula jadi yang bernyawa dan tidak bernyawa. Irama harian berkait rapat dengan keadaan cahaya dan suhu. Perjalanan harian suhu, angin siang dan malam, dan lain-lain terkenal. Irama harian juga berlaku dalam hidupan liar - fotosintesis hanya boleh dilakukan pada waktu siang, kebanyakan tumbuhan membuka bunganya pada waktu yang berbeza; Sesetengah haiwan aktif pada waktu siang, yang lain pada waktu malam. Kehidupan manusia juga berjalan mengikut rentak harian.

Akibat lain daripada putaran Bumi pada paksinya ialah perbezaan masa dalam titik yang berbeza planet kita.

Sejak 1884, akaun masa zon telah diterima pakai, iaitu, seluruh permukaan Bumi dibahagikan kepada 24 zon waktu 15 ° setiap satu. belakang masa standard ambil masa tempatan meridian tengah setiap zon. Zon waktu jiran berbeza dengan satu jam. Sempadan tali pinggang dilukis dengan mengambil kira sempadan politik, pentadbiran dan ekonomi.

Tali pinggang sifar ialah Greenwich (dengan nama Balai Cerap Greenwich berhampiran London), yang berjalan di kedua-dua belah meridian utama. Masa sifar, atau permulaan, meridian dipertimbangkan Masa dunia.

Meridian 180° diterima sebagai antarabangsa garis ukuran tarikh- garisan bersyarat pada permukaan dunia, di kedua-dua belah yang jam dan minit bertepatan, dan tarikh kalendar berbeza dengan satu hari.

Untuk lebih penggunaan rasional siang musim panas pada tahun 1930 di negara kita telah diperkenalkan masa bersalin, mendahului zon dengan satu jam. Untuk melakukan ini, jarum jam digerakkan ke hadapan satu jam. Dalam hal ini, Moscow, berada di zon waktu kedua, hidup mengikut masa zon waktu ketiga.

Sejak 1981, antara April dan Oktober, masa telah dialihkan ke hadapan satu jam. Ini kononnya waktu musim panas. Ia diperkenalkan untuk menjimatkan tenaga. Pada musim panas, Moscow adalah dua jam lebih awal daripada waktu biasa.

Zon waktu di mana Moscow berada ialah Moscow.

Pergerakan Bumi mengelilingi Matahari

Berputar mengelilingi paksinya, Bumi secara serentak bergerak mengelilingi Matahari, mengelilingi bulatan dalam 365 hari 5 jam 48 minit 46 saat. Tempoh ini dipanggil tahun astronomi. Untuk kemudahan, dianggap bahawa terdapat 365 hari dalam setahun, dan setiap empat tahun, apabila 24 jam daripada enam jam "terkumpul", tidak ada 365, tetapi 366 hari dalam setahun. Tahun ini dipanggil tahun lompat, dan satu hari ditambah kepada Februari.

Laluan di angkasa di mana Bumi bergerak mengelilingi Matahari dipanggil orbit(Gamb. 4). Orbit Bumi berbentuk elips, jadi jarak dari Bumi ke Matahari tidak tetap. Apabila bumi berada di dalam perihelion(dari bahasa Yunani. peri- dekat, sekitar dan helios- Matahari) - titik terdekat orbit dengan Matahari - pada 3 Januari, jaraknya ialah 147 juta km. Pada masa ini musim sejuk di Hemisfera Utara. Jarak paling jauh dari Matahari dalam aphelion(dari bahasa Yunani. aro- jauh dari dan helios- Matahari) - jarak terjauh dari Matahari - 5 Julai. Ia bersamaan dengan 152 juta km. Pada masa ini, musim panas di Hemisfera Utara.

nasi. 4. Pergerakan Bumi mengelilingi Matahari

Pergerakan tahunan Bumi mengelilingi Matahari diperhatikan oleh perubahan berterusan kedudukan Matahari di langit - ketinggian tengah hari Matahari dan kedudukan matahari terbit dan terbenamnya berubah, tempoh cahaya dan bahagian gelap hari.

Apabila bergerak di orbit, arah paksi bumi tidak berubah, ia sentiasa menghala ke arah Bintang Utara.

Akibat perubahan dalam jarak dari Bumi ke Matahari, serta disebabkan oleh kecondongan paksi Bumi ke satah pergerakannya mengelilingi Matahari, taburan sinaran suria yang tidak sekata diperhatikan di Bumi sepanjang tahun. . Ini adalah bagaimana musim berubah, yang tipikal untuk semua planet yang mempunyai kecondongan paksi putaran ke satah orbitnya. (ekliptik) berbeza daripada 90°. Kelajuan orbit planet di Hemisfera Utara lebih tinggi dalam masa musim sejuk dan kurang pada musim panas. Oleh itu, setengah tahun musim sejuk berlangsung 179, dan setengah tahun musim panas - 186 hari.

Hasil daripada pergerakan Bumi mengelilingi Matahari dan kecondongan paksi bumi ke satah orbitnya sebanyak 66.5 °, bukan sahaja perubahan musim diperhatikan di planet kita, tetapi juga perubahan panjang hari. dan malam.

Putaran Bumi mengelilingi Matahari dan perubahan musim di Bumi ditunjukkan dalam Rajah. 81 (ekuinoks dan solstis mengikut musim di Hemisfera Utara).

Hanya dua kali setahun - pada hari-hari ekuinoks, panjang siang dan malam di seluruh Bumi hampir sama.

Ekuinoks- saat di mana pusat Matahari, semasa pergerakan tahunan yang jelas di sepanjang ekliptik, melintasi khatulistiwa cakerawala. Terdapat ekuinoks musim bunga dan musim luruh.

Kecondongan paksi putaran Bumi mengelilingi Matahari pada ekuinoks pada 20-21 Mac dan 22-23 September adalah neutral terhadap Matahari, dan bahagian-bahagian planet yang menghadapnya diterangi secara seragam dari kutub ke kutub (Gamb. 5). Sinaran matahari jatuh secara menegak di khatulistiwa.

Hari terpanjang dan malam terpendek berlaku pada solstis musim panas.

nasi. 5. Pencahayaan Bumi oleh Matahari pada hari-hari ekuinoks

Solstis- momen laluan oleh pusat Matahari bagi titik-titik ekliptik, yang paling jauh dari khatulistiwa (titik solstis). Terdapat solstis musim panas dan musim sejuk.

Pada hari solstis musim panas pada 21-22 Jun, Bumi mengambil kedudukan di mana hujung utara paksinya condong ke arah Matahari. Dan sinaran jatuh secara menegak bukan di khatulistiwa, tetapi di tropika utara, yang latitudnya ialah 23 ° 27 "Sepanjang siang dan malam, bukan sahaja kawasan kutub diterangi, tetapi juga ruang di luarnya sehingga latitud 66 ° 33" ( Bulatan Artik). Di Hemisfera Selatan pada masa ini, hanya bahagian yang terletak di antara khatulistiwa dan Bulatan Artik selatan (66 ° 33 ") ternyata bercahaya. Di luar itu, pada hari ini, permukaan bumi tidak diterangi.

Pada hari solstis musim sejuk pada 21-22 Disember, semuanya berlaku sebaliknya (Rajah 6). Sinaran matahari sudah pun turun di kawasan tropika selatan. Bercahaya di Hemisfera Selatan adalah kawasan yang terletak bukan sahaja di antara khatulistiwa dan tropika, tetapi juga di sekitar Kutub Selatan. Keadaan ini berterusan sehingga ke hari ekuinoks musim bunga.

nasi. 6. Pencahayaan Bumi pada hari solstis musim sejuk

Pada dua selari Bumi pada hari-hari solstis, Matahari pada tengah hari berada tepat di atas kepala pemerhati, iaitu, di zenit. Persamaan sedemikian dipanggil kawasan tropika. Di Tropic of the North (23° N), Matahari berada di puncaknya pada 22 Jun, di Tropic of the South (23° S) pada 22 Disember.

Di khatulistiwa, siang sentiasa sama dengan malam. Sudut datang sinaran matahari di permukaan bumi dan tempoh hari di sana sedikit berubah, jadi perubahan musim tidak dinyatakan.

bulatan artik luar biasa kerana ia adalah sempadan kawasan di mana terdapat hari kutub dan malam.

hari kutub- tempoh apabila matahari tidak jatuh di bawah ufuk. Semakin jauh dari Bulatan Artik berhampiran kutub, semakin lama hari kutub. Di latitud Bulatan Artik (66.5°) ia berlangsung hanya satu hari, dan di Kutub ia berlangsung selama 189 hari. Di Hemisfera Utara di latitud Bulatan Artik, hari kutub diperhatikan pada 22 Jun - hari solstis musim panas, dan di Hemisfera Selatan di latitud Bulatan Artik Selatan - pada 22 Disember.

malam kutub berlangsung dari satu hari di latitud Bulatan Artik hingga 176 hari di kutub. Semasa malam kutub, Matahari tidak muncul di atas ufuk. Di Hemisfera Utara, di latitud Bulatan Artik, fenomena ini diperhatikan pada 22 Disember.

Tidak mustahil untuk tidak melihat fenomena semula jadi yang indah seperti malam putih. Malam Putih- ini adalah malam yang cerah pada permulaan musim panas, apabila fajar petang bercantum dengan fajar pagi dan senja berlangsung sepanjang malam. Mereka diperhatikan di kedua-dua hemisfera pada latitud melebihi 60°, apabila pusat Matahari pada tengah malam jatuh di bawah ufuk tidak lebih daripada 7°. Di St. Petersburg (kira-kira 60°U) malam putih berlangsung dari 11 Jun hingga 2 Julai, di Arkhangelsk (64°U) dari 13 Mei hingga 30 Julai.

Irama bermusim berkaitan dengan pergerakan tahunan terutamanya mempengaruhi pencahayaan permukaan bumi. Bergantung pada perubahan ketinggian Matahari di atas ufuk di Bumi, terdapat lima tali pinggang lampu. Tali pinggang panas terletak di antara kawasan tropika Utara dan Selatan (Tropik Kanser dan Tropik Capricorn), menduduki 40% permukaan bumi dan berbeza bilangan terbesar haba yang datang dari matahari. antara kawasan tropika dan Bulatan kutub di hemisfera selatan dan utara ialah zon sederhana penerangan. Musim tahun sudah dinyatakan di sini: semakin jauh dari kawasan tropika, semakin pendek dan lebih sejuk musim panas, semakin lama dan lebih sejuk musim sejuk. Tali pinggang kutub di Utara dan hemisfera selatan terhad kepada Bulatan Artik. Di sini, ketinggian Matahari di atas ufuk pada tahun adalah rendah, jadi bilangannya haba suria minimum. Zon kutub dicirikan oleh hari dan malam kutub.

Bergantung pada pergerakan tahunan Bumi mengelilingi Matahari bukan sahaja perubahan musim dan pencahayaan tidak sekata yang berkaitan permukaan bumi merentasi latitud, tetapi juga sebahagian besar proses dalam sampul geografi: perubahan bermusim cuaca, rejim sungai dan tasik, irama dalam kehidupan tumbuhan dan haiwan, jenis dan masa kerja pertanian.

Kalendar.Kalendar- sistem untuk mengira tempoh masa yang panjang. Sistem ini berdasarkan fenomena semula jadi berkala yang berkaitan dengan pergerakan benda angkasa. Kalendar menggunakan fenomena astronomi - perubahan musim, siang dan malam, berubah fasa bulan. Kalendar pertama adalah Mesir, dicipta pada abad ke-4. BC e. Dari 1 Januari 45, Julius Caesar memperkenalkan kalendar Julian, yang masih digunakan oleh Rusia Gereja Ortodoks. Kerana hakikat bahawa tempoh tahun julian lebih daripada astronomi dengan 11 min 14 s, menjelang abad ke-16. "kesilapan" 10 hari terkumpul - hari ekuinoks vernal tidak datang pada 21 Mac, tetapi pada 11 Mac. Kesilapan ini telah diperbetulkan pada tahun 1582 melalui dekri Pope Gregory XIII. Kiraan hari telah dialihkan ke hadapan sebanyak 10 hari, dan hari selepas 4 Oktober ditetapkan untuk dianggap hari Jumaat, tetapi bukan 5 Oktober, tetapi 15 Oktober. Ekuinoks musim bunga sekali lagi dikembalikan kepada 21 Mac, dan kalendar itu dikenali sebagai Gregorian. Ia diperkenalkan di Rusia pada tahun 1918. Walau bagaimanapun, ia juga mempunyai beberapa kelemahan: tempoh bulan yang tidak sama (28, 29, 30, 31 hari), ketidaksamaan suku (90, 91, 92 hari), tidak konsisten bilangan bulan mengikut hari dalam seminggu.